- •2. 1.5. Квантовые числа и атомные орбитали
- •[Править]Концепция гибридизации
- •[Править]Виды гибридизации [править]sp-гибридизация
- •[Править]sp2-гибридизация
- •[Править]sp3-гибридизация
- •[Править]Гибридизация и геометрия молекул
- •13. 1. Характеристика вещества в - газообразном состоянии в условиях вакуума
- •14.Агрегатное состояние вещества – твёрдое тело
- •15. Агрегатное состояние вещества – жидкость
- •[Править]Способы выражения константы равновесия
- •[Править]Стандартная константа равновесия
- •[Править]Константа равновесия реакций в гетерогенных системах
- •[Править]Константа равновесия и изменение энергии Гиббса
- •21. Принцип Ле Шателье — Брауна
- •[Править]Влияние температуры
- •[Править]Влияние давления
- •[Править]Влияние инертных газов
- •[Править]Влияние концентрации
- •[Править]Примечания
- •23. 6.1. Скорость химических реакций
- •6.1.1 Зависимость скорости реакции от концентрации веществ
- •6.1.2. Особенности кинетики гетерогенных реакций
- •6.1.3. Зависимость скорости реакции от температуры
- •6.1.4. Уравнение Аррениуса
- •6.1.5. Энергия активации
- •6.1.6. Предэкспоненциальный множитель
- •6.1.7. Зависимость скорости реакции от катализатора
- •6.1.8. Гомогенный катализ
- •6.1.9. Гетерогенный катализ
- •25. Способы выражения концентрации растворов
- •Пересчет концентраций растворов из одних единиц в другие
- •Упаривание раствора
- •Концентрирование раствора
- •Смешивание растворов с разными концентрациями
- •Разбавление раствора
- •26. Физико-химические свойства разбавленных растворов неэлектролитов, приближающихся по свойствам k идеальным
- •[Править]Первый закон Рауля
- •[Править]Отклонения от закона Рауля
- •[Править]Второй закон Рауля
- •[Править]Понижение температуры кристаллизации растворов
- •[Править]Повышение температуры кипения растворов
- •[Править]Криоскопическая и эбулиоскопическая константы
- •[Править]Растворы электролитов
- •28. Понижение температуры кристаллизации растворов
- •[Править]Повышение температуры кипения растворов
- •[Править]Криоскопическая и эбулиоскопическая константы
- •[Править]Растворы электролитов
- •Равновесный электродный потенциал.
- •Трехэлектродная цепь
- •1) Гомогенный механизм электрохимической коррозии:
- •2) Гетерогенный механизм электрохимической коррозии:
[Править]Способы выражения константы равновесия
Для реакции в смеси идеальных газов константа равновесия может быть выражена через равновесные парциальные давления компонентов pi по формуле[1]:
где νi — стехиометрический коэффициент (для исходных веществ принимается отрицательным, для продуктов — положительным). Kp не зависит от общего давления, от исходных количеств веществ или от того, какие участники реакции были взяты в качестве исходных, но зависит от температуры [2].
Например, для реакции окисления монооксида углерода:
2CO + O2 = 2CO2
константа равновесия может быть рассчитана по уравнению:
Если реакция протекает в идеальном растворе и концентрация компонентов выражена через молярность ci, константа равновесия принимает вид:
Для реакций в смеси реальных газов или в реальном растворе вместо парциального давления и концентрации используют соответственно фугитивность fi и активность ai:
В некоторых случаях (в зависимости от способа выражения) константа равновесия может являться функцией не только температуры, но и давления. Так, для реакции в смеси идеальных газов парциальное давление компонента может быть выражено по закону Дальтона через суммарное давление и мольную долю компонента (), тогда легко показать[2], что:
где Δn — изменение числа молей веществ в ходе реакции. Видно, что Kx зависит от давления. Если число молей продуктов реакции равно числу молей исходных веществ (), то .
[Править]Стандартная константа равновесия
Стандартная константа равновесия реакции в смеси идеальных газов (когда начальные парциальные давления участников реакции равны их значениям в стандартном состоянии = 0,1013 МПа или 1 атм) может быть рассчитана по выражению:
где — относительные парциальные давления компонентов, .
Стандартная константа равновесия — безразмерная величина. Она связана с Kp соотношением:
Видно, что если выражены в атмосферах, то и .
Для реакции в смеси реальных газов в стандартном начальном состоянии парциальные фугитивности газов принимаются равными их парциальным давлениям = 0,1013 МПа или 1 атм. Kf связана с K0 соотношением:
где γi — коэффициент фугитивности i-го реального газа в смеси.
[Править]Константа равновесия реакций в гетерогенных системах
Для гетерогенной химической реакции, например, между компонентами реального газа и реального раствора, константа равновесия в общем случае может быть выражена уравнением:
где fi — фугитивность компонентов газовой фазы, а ak — активность компонентов конденсированной фазы.
Если конденсированные фазы (твёрдые или жидкие) представляют собой практически чистые вещества, их активности постоянны и могут быть включены в константу равновесия (то есть в левую часть выражения выше). Условно можно принять их равными единице и, таким образом, исключить из выражения.
Например, для реакции твёрдофазного восстановления оксида железа:
FeOт + COг = Feт + CO2г
константа равновесия (при условии, что газовая фаза идеальна) имеет вид:
[Править]Константа равновесия и изменение энергии Гиббса
Для реакции, протекающей в изобарно-изотермических условиях, в некотором неравновесном исходном состоянии энергии Гиббса или химические потенциалы реагирующих веществ и продуктов реакции в общем случае не одинаковы, их разность (ΔGT) может быть рассчитана по уравнению:
где — отношение парциальных давлений участников реакции в исходном состоянии в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам; R — универсальная газовая постоянная.
Это уравнение называют уравнением изотермы химической реакции. Оно позволяет рассчитать изменение энергии Гиббса при протекании процесса и определить направление протекания реакции:
при — реакция идёт в прямом направлении, слева направо;
при — реакция достигла равновесного состояния;
при — реакция идёт в обратном направлении.
Стандартная константа равновесия связана со стандартной энергией Гиббса реакции соотношением:
Стандартная энергия Гиббса реакции в газовой смеси — энергия Гиббса реакции